Question

【題目】NCl3可用于漂白，也可用于檸檬等水果的熏蒸處理。已知：NCl3熔點(diǎn)為-40℃，沸點(diǎn)為70℃，95℃以上易爆炸，有刺激性氣味，可與水反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室中可用氯氣和氨氣反應(yīng)制取NCl3，反應(yīng)方程式為4NH3+3C12===NCl3+3NH4Cl。某校化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置(NH4Cl的分解溫度為300℃左右)。

回答下列問題：

（1）寫出裝置F中的燒瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：___________________________。

（2）E中的試劑為__________________。

（3）導(dǎo)管G末端應(yīng)連接的裝置為下圖中的___________(填選項(xiàng)字母)。

（4）NCl3遇水可發(fā)生水解反應(yīng)生成兩種物質(zhì)，其中一種是可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，寫出NCl3水解的化學(xué)方程式：_______________。

（5）已知C中生成的NH4Cl溶解在NCl3中，欲將二者分離可采取的操作方法為_____________________。

（6）NH4Al(SO4)2也可用于自來水的凈化。

①NH4Al(SO4)2溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)開________________。

②向NH4Al(SO4)2溶液中滴加氨水至溶液呈中性，在此過程中水的電離程度_________(填“增大”“減小”或“不變”)。

③常溫下，將a mol NH4Al(SO4)2：加入到b L c mol／L的氨水中，所得溶液呈中性，此時(shí)溶液中c(Al3+)≈0 mol／L，計(jì)算該溫度下NH3·H2O的電離常數(shù)___________(用含字母的代數(shù)式表示，忽略溶液體積變化)。

Answer 1

【答案】（1）MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑ （2）飽和食鹽水 （3）c

（4）NCl3＋3H2O＝NH3↑＋3HClO （5）在低于95℃條件下，水浴加熱蒸餾（收集70℃餾分）

（6）①c(SO42－)＞c(NH4＋)＞c(Al3＋)＞c(H＋)＞c(OH－) ②減小 ③

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)裝置圖可判斷，F裝置是制取氯氣的裝置，因此燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑。

（2）濃鹽酸易揮發(fā)，生成的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣等雜質(zhì)，應(yīng)該先用飽和食鹽水除去氯化氫雜質(zhì)，然后再除去水蒸氣，因此E中盛有飽和食鹽水。

（3）氯氣有毒，需要尾氣處理。氨氣又極易溶于水，需要防止倒吸，根據(jù)裝置圖可知只有c既能吸收可能過量的氯氣和氨氣，又能防止水進(jìn)入C裝置。

（4）能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體為NH3，根據(jù)原子守恒可知反應(yīng)中還有次氯酸生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NCl3＋3H2O＝NH3↑＋3HClO。

（5）由于NH4Cl能在NCl3中溶解，而NCl3沸點(diǎn)比較低易揮發(fā)，因此采用蒸餾的方法。但由于高于95℃時(shí)NCl3易爆炸，因此采用水浴加熱的方法進(jìn)行蒸餾，且蒸餾時(shí)需要控制溫度介于70～95℃之間。

（6）①由于一水合氨的堿性強(qiáng)于氫氧化鋁，則銨根的水解程度小于鋁離子的水解程度，二者水解均顯酸性，因此硫酸鋁銨溶液中離子濃度大小關(guān)系為c(SO42－)＞c(NH4＋)＞c(Al3＋)＞c(H＋)＞c(OH－)。

②向NH4Al(SO4)2溶液中滴加氨水至溶液呈中性，由于氨水是弱堿，抑制水的電離，則在此過程中水的電離程度減小。

③a mol NH4Al(SO4)2加入到b L c mol／L的氨水中，所得溶液呈中性，鋁離子與氨水發(fā)生反應(yīng)，鋁離子完全沉淀。根據(jù)電荷守恒2c(SO42－)+c(OH－)＝c(NH4＋)+c(H＋)＞可知c(NH4＋)＝2c(SO42－)＝。根據(jù)氮原子守恒可知amolNH4Al(SO4)2提供的N原子為amol，bL氨氣提供的N原子為bcmol，因此混合溶液中以NH3·H2O形式存在的N原子為（a+bc-4a）mol＝（bc-3a）mol，混合溶液中c(NH3·H2O)＝，所以一水合氨的電離常數(shù)K＝＝。